在工業控制領域,多種現場總線標準共存的局面從客觀上促進了工業以太網技術的迅速發展,國際上已經出現了HSE、Profinet、Modbus TCP/IP、Ethernet/IP、Ethernet Powerlink、EtherCAT等多種工業以太網協議。將傳統的商用以太網應用于工業控制系統的現場設備層的最大障礙是以太網的非實時性,而實現現場設備間的高精度時鐘同步是保證以太網高實時性的前提和基礎。 IEEE 1588定義了一個能夠在測量和控制系統中實現高精度時鐘同步的協議——精確時間協議(Precision Time Protocol)。PTP協議集成了網絡通訊、局部計算和分布式對象等多項技術,適用于所有通過支持多播的局域網進行通訊的分布式系統,特別適合于以太網,但不局限于以太網。PTP協議能夠使異質系統中各類不同精確度、分辨率和穩定性的時鐘同步起來,占用最少的網絡和局部計算資源,在最好情況下能達到系統級的亞微級的同步精度。 基于PC機軟件的時鐘同步方法,如NTP協議,由于其實現機理的限制,其同步精度最好只能達到毫秒級;基于嵌入式軟件的時鐘同步方法,將時鐘同步模塊放在操作系統的驅動層,其同步精度能夠達到微秒級。現場設備間微秒級的同步精度雖然已經能滿足大多數工業控制系統對設備時鐘同步的要求,但是對于運動控制等需求高精度定時的系統來說,這仍然不夠。基于嵌入式軟件的時鐘同步方法受限于操作系統中斷響應延遲時間不一致、晶振頻率漂移等因素,很難達到亞微秒級的同步精度。 本文設計并實現了一種基于FPGA的時鐘同步方法,以IEEE 1588作為時鐘同步協議,以Ethernet作為底層通訊網絡,以嵌入式軟件形式實現TCP/IP通訊,以數字電路形式實現時鐘同步模塊。這種方法充分利用了FPGA的特點,通過準確捕獲報文時間戳和動態補償晶振頻率漂移等手段,相對于嵌入式軟件時鐘同步方法實現了更高精度的時鐘同步,并通過實驗驗證了在以集線器互連的10Mbps以太網上能夠達到亞微秒級的同步精度。
上傳時間: 2013-08-04
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隨著國民經濟的發展和社會的進步,人們越來越需要便捷的交通工具,從而促進了汽車工業的發展,同時汽車發動機檢測維修等相關行業也發展起來。在汽車發動機檢測維修中,發動機電腦(Electronic Control.Unit-ECU)檢測維修是其中最關鍵的部分。發動機電腦根據發動機的曲軸或凸輪軸傳感器信號控制發動機的噴油、點火和排氣。所以,維修發動機電腦時,必須對其施加正確的信號。目前,許多發動機的曲軸和凸輪軸傳感器信號已不再是正弦波和方波等傳統信號,而是多種復雜波形信號。為了能夠提供這種信號,本文研究并設計了一種能夠產生復雜波形的低成本任意波形發生器(Arbitrary Waveform Generator-AWG)。 本文提出的任意波形發生器依據直接數字頻率合成(Direct Digial FrequencySynthesis-DDFS)原理,采用自行設計現場可編程門陣列(FPGA)的方案實現頻率合成,擴展數據存儲器存儲波形的量化幅值(波形數據),在微控制單元(MCU)的控制與協調下輸出頻率和相位均可調的信號。 任意波形發生器主要由用戶控制界面、DDFS模塊、放大及濾波、微控制器系統和電源模塊五部分組成。在設計中采用FPGA芯片EPF10K10QC208-4實現DDFS的硬件算法。波形調整及濾波由兩級放大電路來完成:第一級對D/A輸出信號進行調整;第二級完成信號濾波及信號幅值和偏移量的調節。電源模塊利用三端集成穩壓器進行電壓值變換,利用極性轉換芯片ICL7660實現正負極性轉換。 該任意波形發生器與通用模擬信號源相比具有:輸出頻率誤差小,分辨率高,可產生任意波形,成本低,體積小,使用方便,工作穩定等優點,十分適合汽車維修行業使用,具有較好的市場前景。
上傳時間: 2013-05-28
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USB(UniversalSerialBus,通用串行總線)是當今消費電子產品和儀器設備中應用最廣的接口協議之一,然而目前國內的USB芯片只有極少數幾款,產品研究善處于起步階段,絕大部分產品主要由國外的IC設計芯片廠商如Cypress、NEC等一些國際著名公司提供。因而,如果能夠自主開發設計USB芯片以替代國外同類產品,將會有很好的市場前景和利潤空間。 本論文課題是針對基于FPGA(FieldProgrammableGateArray,現場可編程門陣列器件)的數字電子產品應用設計一種實際可復用的USB接口引擎軟核。該軟核主要是用于處理USB標準協議包的通信處理,通過外接MCU(MultipointControlUnit,微控制器)就可以實現完整的USB接口通訊功能。它的功能相當于一些USB引擎的專用芯片如:Philips的PDIUSBD12等,其優點是結構簡單、靈活性高、復用設計方便。 功能仿真和綜合測試結果顯示本論文所設計的接口引擎軟核符合設計要求,并且軟核的性能和市場上同類產品基本一致。本論文的創新之處在于:1、從可配置性角度出發設計了低速、全速、高速三種可選模式;2、支持最多31個可配置端點;3、采用了可綜合、可移植的RTL(RegisterTransferLevel,寄存器傳輸級)代碼設計規則,同時也開發了可綜合的驗證測試代碼;4、完全由硬件實現USB通信功能。
上傳時間: 2013-07-18
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在步進電機驅動方式中,效果最好的是細分驅動,當今高端的步進電機驅動器基本都采用這種技術。步進電機的細分驅動技術是一門綜合了數字化技術、集成控制技術和計算機技術的新技術,被廣泛應用于工業、科研、通訊、天文等領域。 本文設計了一種基于DSP以及FPGA的兩相混合式步進電機SPWM(正弦脈寬調制)波細分驅動系統。在DSP系統中采用TMS320I.F2407A微控制器作為核心控制器件,用軟件產生SPWM波;在FPGA系統中采用FPGA芯片,通過VerilogHDL語言,實現了SPWM波;在功率驅動級電路上采用雙極性H橋的驅動方式。最終實現了對兩相混合式步進電機SPWM波細分驅動,大大提高了步進電機的運轉性能。 本文介紹了兩相混合式步進電機的工作原理、控制原理以及細分驅動的基本原理。通過對恒轉矩細分驅動的分析,提出了兩相混合式步進電機SPWM波細分驅動的方案,并給出了SPWM波產生的數學模型。最后,對步進電機的SPWM波細分驅動系統進行了實驗測量,給出了實驗結果。 實驗的結果表明,設計的基于DSP與FPGA的SPWM波細分驅動系統可以很好地克服電機低頻振蕩的問題,提高電機在中、低速運行的性能。電機的掃描范圍與理論值基本接近;微步距在誤差允許的范圍內也基本可以滿足要求。
上傳時間: 2013-04-24
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高壓整流電路由高頻高壓硅堆、高壓濾波電容器、保護電阻及取樣電路組成。由于經高壓變壓器升壓后的電壓具有較高的頻率,所以選用高頻高壓快速整流硅堆以滿 足高頻高壓整流的需要。濾波電容器選用高壓聚苯乙烯電容器
上傳時間: 2013-04-24
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系統采用ATME189S52 為微控制器(MCE)核心,實現了可控的恒定直流電流源設計。核心恒流模塊采用自反饋電路連接大功率場效應管IRFZ44NL,使得電流輸出范圍達到20~2000
上傳時間: 2013-07-05
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目 錄 實驗一、 電路仿真基礎 ………………………………………………………… 1 實驗二、 系統仿真基礎 ………………………………………………………… 20 實驗三、 DC仿真和電路模型 …………………………………………………… 36 實驗四、 AC仿真和調整 ………………………………………………………… 55 實驗五、 S參數仿真和優化 …………………………………………………… 72 實驗六、 濾波器:瞬態,設計指導,momentum,DAC …………………… 95 實驗七、 諧波平衡仿真 …………………………………………………………115 實驗八、 電路包絡仿真 …………………………………………………………132 實驗九、 最終電路/系統仿真 ………………………………………………… 147 附錄A、 射頻瞬態仿真器 ………………………………………………………167 附錄B、 諧波平衡仿真器 ………………………………………………………173 附錄C、電路包絡仿真器 ……………………………………………………… 181 《ADS2005仿真實驗教程》是設計一個用于1900MHz GSM的RF接收系統,包含的部件主要有: ? 200MHz由集總參數元件構成的低通濾波器 ? 1900MHz由微帶線構成的帶通濾波器 ? 1900MHz的功放 ? 把1900MHz變到200MHz的混頻器 ? 其他小部件 在完成這個系統的過程中,就可以掌握目錄所示的內
上傳時間: 2013-04-24
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CN1185是一款低功耗四通道電壓監測芯片,其消耗的電流只有7.3微安,非常適合監測電池電壓。芯片內部包含四個電壓比較器,每個比較器的正輸入端接到芯片內部的電壓基準源,可以用來監測4個不同的電壓
上傳時間: 2013-06-21
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江蘇宏微科技是一家設計生產半導體器件的高科技公司,公司設計生產各種具有自主知識產權的功率半導體器件。在公司的系列化產品中, IGBT以其高的性價比,高可靠性成為客戶在電源設計領域的首選
上傳時間: 2013-07-08
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在分析TPUP 微型打印機控打原理的基礎上, 設計了以AT89S52 為核心的微型打印機接口, 介紹了AT89S52 單片機接口應用設置、接口轉換電路及微打的串行通信方法,此方法也可應用于其它類型的微
上傳時間: 2013-06-29
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